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Design and performance tuning of sliding-mode controller for high-speed and high-accuracy positioning systems in disturbance observer framework / Kim, Bong Keun in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 3798 - 3809 Titre : Design and performance tuning of sliding-mode controller for high-speed and high-accuracy positioning systems in disturbance observer framework Type de document : texte imprimé Auteurs : Kim, Bong Keun, Auteur ; Chung, Wan Kyun, Auteur ; Ohba, Kohtaro, Auteur Article en page(s) : pp. 3798 - 3809 Note générale : Génie electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Disturbance  observer  (DOB)  High-speed/high-accuracy  positioning  system  Lyapunov  redesign  Performance  tuning  Robust  internal-loop  compensator  (RIC)  Sliding-mode  control Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : The tuning method of controllers can be used for effectively determining the overall performance of positioning systems. In particular, this method is highly effective in the case of high-speed and high-accuracy positioning systems. In this paper, a sliding-mode controller that uses one of the well-known approaches of robust control methodology is designed for high-speed positioning systems that require a high-accuracy performance. A performance-tuning method based on a disturbance observer (DOB) structure is also proposed. First, a generalized disturbance attenuation framework named robust internal-loop compensator (RIC) is introduced, and a sliding-mode controller based on a Lyapunov redesign is analyzed in the RIC framework. Then, the DOB properties of the sliding-mode controller are presented, and it is shown that the performance of the closed-loop system with a sliding-mode controller can be tuned up by using the structural characteristics of the DOB. These results make the design of an enhanced sliding-mode controller possible. Finally, the proposed algorithm is experimentally verified and discussed with two positioning systems. Experimental results show the effectiveness and the robustness of the proposed scheme. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5191073 [article] Design and performance tuning of sliding-mode controller for high-speed and high-accuracy positioning systems in disturbance observer framework [texte imprimé] / Kim, Bong Keun, Auteur ; Chung, Wan Kyun, Auteur ; Ohba, Kohtaro, Auteur . - pp. 3798 - 3809. Génie electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 3798 - 3809 Mots-clés : Disturbance  observer  (DOB)  High-speed/high-accuracy  positioning  system  Lyapunov  redesign  Performance  tuning  Robust  internal-loop  compensator  (RIC)  Sliding-mode  control Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : The tuning method of controllers can be used for effectively determining the overall performance of positioning systems. In particular, this method is highly effective in the case of high-speed and high-accuracy positioning systems. In this paper, a sliding-mode controller that uses one of the well-known approaches of robust control methodology is designed for high-speed positioning systems that require a high-accuracy performance. A performance-tuning method based on a disturbance observer (DOB) structure is also proposed. First, a generalized disturbance attenuation framework named robust internal-loop compensator (RIC) is introduced, and a sliding-mode controller based on a Lyapunov redesign is analyzed in the RIC framework. Then, the DOB properties of the sliding-mode controller are presented, and it is shown that the performance of the closed-loop system with a sliding-mode controller can be tuned up by using the structural characteristics of the DOB. These results make the design of an enhanced sliding-mode controller possible. Finally, the proposed algorithm is experimentally verified and discussed with two positioning systems. Experimental results show the effectiveness and the robustness of the proposed scheme. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5191073

Performance Limitation and Autotuning of Inverse Optimal PID Controller for Lagrangian Systems / Choi, Youngjin in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 127, N° 2 (Juin 2005) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 2 (Juin 2005) . - 240-249 p. Titre : Performance Limitation and Autotuning of Inverse Optimal PID Controller for Lagrangian Systems Titre original : Limitation d'Exécution et Accord Automatique de Contrôleur Optimal Inverse de PID pour les Systèmes Lagrangiens Type de document : texte imprimé Auteurs : Choi, Youngjin, Auteur ; Chung, Wan Kyun, Auteur Article en page(s) : 240-249 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Trajectoire  PID  Système  Lagrangien  Stabilité  Perturbation  Caractéristiques  Méthode  d'accord  automatique Index. décimale : 620.1/389 Résumé : The PID trajectory tracking controller for Lagrangian systems shows performance limitation imposed by inverse dynamics according to desired trajectory. Since the equilibrium point cannot be defined for the control system involving performance limitation, we define newly the quasiequilibrium region as an alternative for equilibrium point. This analysis result of performance limitation can guide us the autotuning method for PID controller. The quasiequilibrium region is used as the target performance of autotuning PID trajectory tracking controller. The autotuning law is derived from the direct adaptive control scheme, based on the extended disturbance input-to-state stability and the characteristics of performance limitation. Finally, experimental results show that the target performance can be achieved by the proposed automatic tuning method. La trajectoire de PID dépistant le contrôleur pour les systèmes lagrangiens montre la limitation d'exécution imposée par dynamique inverse selon la trajectoire désirée. Puisque le point d'équilibre ne peut pas être défini pour le système de commande impliquant la limitation d'exécution, nous définissons nouvellement la région quasi d'équilibre comme alternative pour le point d'équilibre. Ce résultat d'analyse de la limitation d'exécution peut nous guider la méthode d'accord automatique pour le contrôleur de PID. La région quasi d'équilibre est employée comme exécution de cible de la trajectoire d'accord automatique de PID dépistant le contrôleur. La loi d'accord automatique est dérivée de l'arrangement direct de commande adaptative, basé sur la stabilité prolongée d'entrée-à-état de perturbation et les caractéristiques de la limitation d'exécution. En conclusion, les résultats expérimentaux prouvent que l'exécution de cible peut être réalisée par la méthode d'accord automatique proposée. En ligne : cyi@kist.re.kr, wkchung@postech.edu [article] Performance Limitation and Autotuning of Inverse Optimal PID Controller for Lagrangian Systems = Limitation d'Exécution et Accord Automatique de Contrôleur Optimal Inverse de PID pour les Systèmes Lagrangiens [texte imprimé] / Choi, Youngjin, Auteur ; Chung, Wan Kyun, Auteur . - 240-249 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 2 (Juin 2005) . - 240-249 p. Mots-clés : Trajectoire  PID  Système  Lagrangien  Stabilité  Perturbation  Caractéristiques  Méthode  d'accord  automatique Index. décimale : 620.1/389 Résumé : The PID trajectory tracking controller for Lagrangian systems shows performance limitation imposed by inverse dynamics according to desired trajectory. Since the equilibrium point cannot be defined for the control system involving performance limitation, we define newly the quasiequilibrium region as an alternative for equilibrium point. This analysis result of performance limitation can guide us the autotuning method for PID controller. The quasiequilibrium region is used as the target performance of autotuning PID trajectory tracking controller. The autotuning law is derived from the direct adaptive control scheme, based on the extended disturbance input-to-state stability and the characteristics of performance limitation. Finally, experimental results show that the target performance can be achieved by the proposed automatic tuning method. La trajectoire de PID dépistant le contrôleur pour les systèmes lagrangiens montre la limitation d'exécution imposée par dynamique inverse selon la trajectoire désirée. Puisque le point d'équilibre ne peut pas être défini pour le système de commande impliquant la limitation d'exécution, nous définissons nouvellement la région quasi d'équilibre comme alternative pour le point d'équilibre. Ce résultat d'analyse de la limitation d'exécution peut nous guider la méthode d'accord automatique pour le contrôleur de PID. La région quasi d'équilibre est employée comme exécution de cible de la trajectoire d'accord automatique de PID dépistant le contrôleur. La loi d'accord automatique est dérivée de l'arrangement direct de commande adaptative, basé sur la stabilité prolongée d'entrée-à-état de perturbation et les caractéristiques de la limitation d'exécution. En conclusion, les résultats expérimentaux prouvent que l'exécution de cible peut être réalisée par la méthode d'accord automatique proposée. En ligne : cyi@kist.re.kr, wkchung@postech.edu

Two Transition Phase Control Methods for Hard Contact / Doh, Nakju Lett in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 129 N° 3 (Mai 2007) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 3 (Mai 2007) . - 262-274 p. Titre : Two Transition Phase Control Methods for Hard Contact Titre original : Deux méthodes de contrôle de phase de transition pour le contact dur Type de document : texte imprimé Auteurs : Doh, Nakju Lett, Auteur ; Chung, Wan Kyun, Auteur ; Youm, Youngil ; Oh, Yongwhan, Auteur Article en page(s) : 262-274 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôleur  de  suppression  Contrôleur  de  roman  Stabilité Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A hard contact is an impact that occurs when the robot contacts a stiff environment with a high velocity. In the pretransition phase of the hard contact, it is important to maintain stability while reducing succeeding force peaks and the duration time. For these purposes, we propose two control methods. One is a suppression controller that suppresses position rebounds in-between the impact time. The other is a flexible-damped joint with a joint damping controller. The flexible-damped joint is a new joint type designed to increase the hardware damping. It is controlled by a novel controller, called the joint damping controller, to enhance damping. The major advantage of the proposed methods is a guaranteed stability. The performance of the proposed methods is validated via several comparative experiments. Un contact dur est un impact qui se produit quand le robot entre en contact avec un environnement raide avec une vitesse élevée. Dans la phase de pretransition du contact dur, il est important de maintenir la stabilité tout en réduisant réussissant la force fait une pointe et le temps de durée. Dans ces buts, nous proposons deux méthodes de contrôle. On est un contrôleur de suppression qui supprime des rebonds de position entre le temps d'impact. L'autre est un joint flexible-atténué avec un contrôleur de atténuation commun. Le joint flexible-atténué est un nouveau type commun conçu pour augmenter l'atténuation de matériel. Il est commandé par un contrôleur de roman, appelé le contrôleur de atténuation commun, pour augmenter l'atténuation. L'avantage principal des méthodes proposées est une stabilité garantie. L'exécution des méthodes proposées est validée par l'intermédiaire de plusieurs expériences comparatives. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 RAMEAU : Métaux de transition En ligne : nakju@korea.ac.kr, wkchung@postech.edu, youm@postech.edu, oyh@amadeus.kist.re.kr [article] Two Transition Phase Control Methods for Hard Contact = Deux méthodes de contrôle de phase de transition pour le contact dur [texte imprimé] / Doh, Nakju Lett, Auteur ; Chung, Wan Kyun, Auteur ; Youm, Youngil ; Oh, Yongwhan, Auteur . - 262-274 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 3 (Mai 2007) . - 262-274 p. Mots-clés : Contrôleur  de  suppression  Contrôleur  de  roman  Stabilité Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A hard contact is an impact that occurs when the robot contacts a stiff environment with a high velocity. In the pretransition phase of the hard contact, it is important to maintain stability while reducing succeeding force peaks and the duration time. For these purposes, we propose two control methods. One is a suppression controller that suppresses position rebounds in-between the impact time. The other is a flexible-damped joint with a joint damping controller. The flexible-damped joint is a new joint type designed to increase the hardware damping. It is controlled by a novel controller, called the joint damping controller, to enhance damping. The major advantage of the proposed methods is a guaranteed stability. The performance of the proposed methods is validated via several comparative experiments. Un contact dur est un impact qui se produit quand le robot entre en contact avec un environnement raide avec une vitesse élevée. Dans la phase de pretransition du contact dur, il est important de maintenir la stabilité tout en réduisant réussissant la force fait une pointe et le temps de durée. Dans ces buts, nous proposons deux méthodes de contrôle. On est un contrôleur de suppression qui supprime des rebonds de position entre le temps d'impact. L'autre est un joint flexible-atténué avec un contrôleur de atténuation commun. Le joint flexible-atténué est un nouveau type commun conçu pour augmenter l'atténuation de matériel. Il est commandé par un contrôleur de roman, appelé le contrôleur de atténuation commun, pour augmenter l'atténuation. L'avantage principal des méthodes proposées est une stabilité garantie. L'exécution des méthodes proposées est validée par l'intermédiaire de plusieurs expériences comparatives. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 RAMEAU : Métaux de transition En ligne : nakju@korea.ac.kr, wkchung@postech.edu, youm@postech.edu, oyh@amadeus.kist.re.kr